命令（Command）

意图

将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。

结构

命令模式结构图

以及它们之间的交互关系：

命令模式协作图

动机

有时必须向某个对象提交请求，但并不知道被请求的操作或请求的接收者的任何信息。命令模式通过将请求本身变成一个对象使得可以向未指定的应用对象提出请求。这个对象可以被存储并像其他对象一样被传递。

适用性

• 抽象出待执行的动作以参数化某对象。你可用过程语言中的回调函数表达这种参数化机制；
• 在不同的时刻指定、排列和执行请求。一个Command对象可以有一个与初始请求无关的生存期；
• 支持取消操作。Command的Excute操作可在实施操作前将状态存储起来，在取消操作时这个状态用来消除该操作的影响。Command接口必须添加一个Unexecute操作，该操作取消上一次Execute调用的效果；
• 支持修改日志，这样当系统崩溃时，这些修改可以被重做一遍；
• 构建基于原语操作的高级操作的系统。 这种结构在支持事务的信息系统中很常见。 事务（Transaction）封装了一组数据更改。 Command模式提供了一种事务建模的方法。 Command有一个公共的接口，让你以相同的方式调用所有的事务。 该模式还可以轻松地使用新的事务来扩展系统。

优点

• 命令对象（Command）的调用者与接收者完全解耦；
• Command 子类极易扩展；
• 容易将多个命令装配成一个复合命令；

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示例

模拟一个图形用户界面的菜单栏，它们执行请求响应用户输入（打开文档、黏贴等操作）。

实现（C#）

命令模式示例结构图

using System;
using System.Collections.Generic;

public abstract class Command
{
    public abstract void Execute();
}

// 文档粘贴的命令
public class PasteCommand : Command
{
    private Document document;

    public PasteCommand(Document document)
    {
        this.document = document;
    }

    public override void Execute()
    {
        this.document.Paste();
    }
}

// 打开文档的命令
public class OpenCommand : Command
{
    private Application application;

    public OpenCommand(Application application)
    {
        this.application = application;
    }

    public override void Execute()
    {
        string name = AskUser();
        Document document = new Document(name);
        this.application.Add(document);
        document.Open();
    }

    private string AskUser()
    {
        return "New Document";
    }
}

// 应用程序
public class Application
{
    private List<Document> documents = new List<Document>();
    private Menu menu = new Menu();


    public void Add(Document document)
    {
        this.documents.Add(document);
    }

    public Menu Menu { get { return this.menu; } }
    public List<Document> Documents { get { return this.documents; } }
}

// 文档
public class Document
{
    private string name;

    public Document(string name)
    {
        this.name = name;
    }

    public void Open()
    {
        Console.WriteLine("打开「{0}」文档", this.name);
    }

    public void Close()
    {
        Console.WriteLine("关闭「{0}」文档", this.name);
    }

    public void Cut()
    {
        Console.WriteLine("剪贴「{0}」文档", this.name);
    }

    public void Paste()
    {
        Console.WriteLine("粘贴「{0}」文档", this.name);
    }

    public string Name { get { return this.name; } }
}

// 命令菜单
public class Menu
{
    private Dictionary<string,MenuItem> items = new Dictionary<string, MenuItem>();

    public void Add(MenuItem item)
    {
        this.items.Add(item.Name, item);
    }

    public MenuItem this[string name]
    {
        get { return this.items[name]; }
    }

}


// 命令菜单项
public class MenuItem
{
    private Command command;
    private string name;

    public MenuItem(string name)
    {
        this.name = name;
    }

    public void SetCommand(Command command)
    {
        this.command = command;
    }

    public void Clicked()
    {
        this.command.Execute();
    }

    public string Name { get { return this.name; } }
}


// 测试应用程序
public class App
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        Application application = new Application();

        application.Menu.Add(new MenuItem("Open"));
        application.Menu.Add(new MenuItem("Paste"));

        // 模拟触发"Open"菜单事件，将Open命令传送给Open菜单项
        application.Menu["Open"].SetCommand(new OpenCommand(application));
        application.Menu["Open"].Clicked();

        // 模拟触发"Paste"菜单事件，将Paste命令传送给Paste菜单项
        application.Menu["Paste"].SetCommand(new PasteCommand(application.Documents[0]));
        application.Menu["Paste"].Clicked();
    }
}

// 控制台输出：
//  打开「New Document」文档
//  粘贴「New Document」文档